Moždane stanice se obnavljaju ili ne. Regeneriraju li se živčane stanice doista? Dakle, ima istine

Desetljeća rasprava, davno uvriježenih izreka, pokusa na miševima i ovcama - ali ipak, može li mozak odrasle osobe formirati nove neurone koji će zamijeniti izgubljene? I ako da, kako? A ako ne može, zašto?

Porezani prst će zarasti za nekoliko dana, slomljena kost će zarasti. Mirijade crvenih krvnih stanica zamjenjuju jedna drugu u kratkotrajnim generacijama, mišići rastu pod opterećenjem: naše se tijelo neprestano obnavlja. Dugo se vremena vjerovalo da je u ovoj proslavi ponovnog rođenja ostao samo jedan autsajder - mozak. Njegove najvažnije stanice, neuroni, previše su specijalizirane da bi se mogle podijeliti. Broj neurona iz godine u godinu pada, a iako su toliko brojni da gubitak od nekoliko tisuća nema zamjetan učinak, sposobnost oporavka od oštećenja ne bi štetila mozgu. Međutim, znanstvenici dugo nisu mogli otkriti prisutnost novih neurona u zrelom mozgu. Međutim, nije bilo dovoljno sofisticiranih alata za pronalaženje takvih stanica i njihovih “roditelja”.

Situacija se promijenila kada su 1977. Michael Kaplan i James Hinds upotrijebili radioaktivni [3H]-timidin koji se može ugraditi u novu DNK. Njegovi lanci aktivno sintetiziraju stanice koje se dijele, udvostručujući njihov genetski materijal i istovremeno nakupljajući radioaktivne oznake. Mjesec dana nakon davanja lijeka odraslim štakorima, znanstvenici su dobili dijelove njihovih mozgova. Autoradiografija je pokazala da su oznake smještene u stanicama dentatnog girusa hipokampusa. Ipak, oni se razmnožavaju i postoji "neurogeneza odraslih".

O ljudima i miševima

Tijekom tog procesa zreli neuroni se ne dijele, baš kao što se ne dijele stanice mišićnih vlakana i crvene krvne stanice: za njihov nastanak odgovorne su različite matične stanice koje su zadržale svoju “naivnu” sposobnost reprodukcije. Jedan od potomaka podijeljene progenitorske stanice postaje mlada specijalizirana stanica i sazrijeva u potpuno funkcionalno odraslo stanje. Druga stanica kćer ostaje matična stanica: to omogućuje održavanje populacije progenitorskih stanica na konstantnoj razini bez žrtvovanja obnove okolnog tkiva.

Neuronske prekursorske stanice pronađene su u nazubljenom girusu hipokampusa. Kasnije su pronađeni u drugim dijelovima mozga glodavaca, u olfaktornom bulbusu i subkortikalnoj strukturi strijatuma. Odavde mladi neuroni mogu migrirati u željeno područje mozga, sazrijevati na mjestu i integrirati se u postojeće komunikacijske sustave. Da bi to učinila, nova stanica dokazuje svoju korisnost svojim susjedima: njezina sposobnost pobuđivanja je povećana, tako da čak i slab udar uzrokuje da neuron proizvede čitav niz električnih impulsa. Što je stanica aktivnija, to više veza stvara sa svojim susjedima i te se veze brže stabiliziraju.

Adultna neurogeneza kod ljudi potvrđena je tek nekoliko desetljeća kasnije uz pomoć sličnih radioaktivnih nukleotida - u istom zupčastom vijugu hipokampusa, a potom i u strijatumu. Naš olfaktorni bulbus se očito ne obnavlja. Međutim, koliko je taj proces aktivan i kako se mijenja tijekom vremena, danas nije sasvim jasno.

Na primjer, studija iz 2013. pokazala je da se do starosti otprilike 1,75% stanica u zupčanoj vijugi hipokampusa obnavlja svake godine. A 2018. pojavili su se rezultati koji pokazuju da stvaranje neurona ovdje prestaje već u adolescenciji. Prvi je mjerio nakupljanje radioaktivnih tragova, a drugi je koristio boje koje se selektivno vežu na mlade neurone. Teško je reći koji su zaključci bliži istini: rijetke rezultate dobivene potpuno različitim metodama teško je usporediti, a još više ekstrapolirati rad na miševima na ljude.

Problemi modela

Većina istraživanja neurogeneze odraslih provodi se na laboratorijskim životinjama, koje se brzo razmnožavaju i lako ih je održavati. Ova kombinacija znakova nalazi se kod onih koji su male veličine i žive vrlo kratko - kod miševa i štakora. Ali u našem mozgu, koji sazrijeva tek do 20. godine, stvari se mogu dogoditi potpuno drugačije.

Zupčasti girus hipokampusa dio je moždane kore, iako primitivan. Kod naše vrste, kao i kod drugih dugovječnih sisavaca, korteks je osjetno razvijeniji nego kod glodavaca. Možda neurogeneza pokriva cijeli svoj volumen, realizirajući se nekim svojim mehanizmima. Za to još nema izravnih dokaza: studije neurogeneze odraslih u cerebralnom korteksu nisu provedene niti na ljudima niti na drugim primatima.

Ali takav je posao obavljen s papkarima. Istraživanjem moždanih dijelova novorođene janjadi, kao i nešto starijih ovaca i spolno zrelih jedinki, nisu pronađene stanice koje se dijele - prekursori neurona u kori velikog mozga i subkortikalnim strukturama njihovih mozgova. S druge strane, u korteksu još starijih životinja pronađeni su mladi neuroni koji su već rođeni, ali su nezreli. Najvjerojatnije su spremni završiti specijalizaciju u pravom trenutku, formirajući punopravne živčane stanice i zauzeti mjesto mrtvih. Naravno, to nije baš neurogeneza, jer se tijekom tog procesa ne stvaraju nove stanice. No, zanimljivo je da se takvi mladi neuroni nalaze u onim područjima mozga ovaca koja su kod čovjeka odgovorna za mišljenje (kora velikog mozga), integraciju senzornih signala i svijesti (claustrum) te emocije (amigdala). Postoji velika vjerojatnost da ćemo u sličnim strukturama pronaći i nezrele živčane stanice. Ali zašto bi ih mogao trebati odraslom, već istreniranom i iskusnom mozgu?

Hipoteza o pamćenju

Broj neurona je toliko velik da se neki od njih mogu sigurno žrtvovati. Međutim, ako se stanica isključila iz radnih procesa, to ne znači da je umrla. Neuron može prestati generirati signale i reagirati na vanjske podražaje. Informacije koje je skupio ne nestaju, već se “konzerviraju”. Ovaj fenomen naveo je Carol Barnes, neuroznanstvenicu sa Sveučilišta u Arizoni, na teoriju da je to način na koji mozak pohranjuje i dijeli sjećanja iz različitih razdoblja života. Prema profesoru Barnesu, s vremena na vrijeme skupina mladih neurona pojavljuje se u zupčanoj vijugi hipokampusa kako bi zabilježila nova iskustva. Nakon nekog vremena – tjedana, mjeseci, a možda i godina – svi oni prelaze u stanje mirovanja i više ne šalju signale. Zbog toga pamćenje (osim rijetkih iznimaka) ne zadržava ništa što nam se dogodilo prije treće godine života: pristup tim podacima u nekom je trenutku blokiran.

S obzirom da je zupčasti girus, kao i hipokampus u cjelini, odgovoran za prijenos informacija iz kratkoročnog pamćenja u dugoročno pamćenje, ova se hipoteza čini čak i logičnom. Međutim, tek treba dokazati da hipokampus odrasle osobe zapravo proizvodi nove neurone, i to u prilično velikom broju. Postoji samo vrlo ograničen skup mogućnosti za provođenje eksperimenata.

Priča o stresu

Obično se uzorci ljudskog mozga uzimaju tijekom autopsije ili neurokirurgije, kao što je epilepsija temporalnog režnja, gdje se napadaji ne mogu liječiti lijekovima. Obje mogućnosti ne dopuštaju nam da pratimo kako intenzitet neurogeneze odraslih utječe na funkciju i ponašanje mozga.

Takvi su pokusi provedeni na glodavcima: stvaranje novih neurona suzbijano je ciljanim gama zračenjem ili isključivanjem odgovarajućih gena. Ova izloženost povećala je osjetljivost životinja na depresiju. Miševi nesposobni za neurogenezu gotovo da nisu bili zadovoljni zaslađenom vodom i brzo su odustali od pokušaja da ostanu na površini u posudi ispunjenoj vodom. Sadržaj kortizola, hormona stresa, u njihovoj krvi bio je čak i veći nego kod miševa pod stresom konvencionalnim metodama. Imali su veću vjerojatnost da će postati ovisni o kokainu i imali su lošiji oporavak od moždanog udara.

Vrijedi napraviti jednu važnu napomenu o ovim rezultatima: moguće je da se prikazana veza "manje novih neurona - oštrija reakcija na stres" zatvara sama od sebe. Neugodni životni događaji smanjuju intenzitet neurogeneze odraslih, zbog čega životinja postaje osjetljivija na stres, pa se smanjuje brzina stvaranja neurona u mozgu – i tako u krug.

Posao na živce

Unatoč nedostatku točnih informacija o neurogenezi odraslih, već su se pojavili poslovni ljudi koji su spremni na tome izgraditi profitabilan posao. Od ranih 2010-ih, tvrtka koja prodaje vodu iz izvora u kanadskim Stjenovitim planinama proizvodi boce Neurogenesis Happy Water. Tvrdi se da piće potiče stvaranje neurona zbog soli litija koje sadrži. Litij se doista smatra lijekom korisnim za mozak, iako ga u tabletama ima mnogo više nego u “sretnoj vodi”. Učinak čudotvornog napitka testirali su neuroznanstvenici sa Sveučilišta British Columbia. Štakorima su 16 dana davali "sretnu vodu", a kontrolnoj skupini - običnu vodu iz slavine, a zatim su pregledali kriške nazubljenog girusa njihovog hipokampusa. I premda su glodavci koji su pili Neurogenesis Happy Water, pojavilo se čak 12% više novih neurona, njihov ukupan broj se pokazao malim i nemoguće je govoriti o statistički značajnoj prednosti.

Za sada možemo samo konstatirati da neurogeneza odraslih jasno postoji u mozgu predstavnika naše vrste. Možda traje do starosti, a možda samo do adolescencije. Zapravo i nije toliko važno. Ono što je još zanimljivije je da se rađanje živčanih stanica u zrelom ljudskom mozgu uglavnom događa: iz kože ili iz crijeva, čija se obnova događa neprestano i intenzivno, glavni organ našeg tijela razlikuje se kvantitativno, ali ne i kvalitativno. A kada se informacije o neurogenezi odraslih spoje u jednu, detaljnu sliku, shvatit ćemo kako ovu količinu prevesti u kvalitetu, tjerajući mozak na "popravak", vraćanje funkcioniranja pamćenja, emocija - svega onoga što zovemo svojim životom.

Zahvaljujući mnogim znanstvenim istraživanjima, utvrđeno je da se ljudske živčane stanice mogu oporaviti. Smanjenje njihove aktivnosti s godinama nije posljedica činjenice da područja u mozgu odumiru. U osnovi, ti su procesi povezani s iscrpljivanjem dendrita, koji su uključeni u procese aktivacije međustaničnih impulsa. U članku će se raspravljati o načinima obnavljanja živčanih stanica u ljudskom mozgu.

Značajke dotičnih stanica

Cijeli ljudski živčani sustav sastoji se od dvije vrste stanica:

• neuroni koji prenose osnovne impulse;
• glija stanice, koje stvaraju optimalne uvjete za potpuno funkcioniranje neurona, štite ih itd.

Veličine neurona variraju od 4 do 150 mikrona. Sastoje se od glavnog tijela - dendrita - i mnogih živčanih nastavaka - aksona. Zahvaljujući potonjem, impulsi se prenose u ljudskom tijelu. Postoji mnogo više dendrita nego aksona, a impulsni odgovor proteže se od njih do samog središta neurona. Procesi formiranja neurona počinju tijekom razdoblja embrionalnog razvoja.

Svi neutroni, zauzvrat, podijeljeni su u nekoliko vrsta:

• unipolarni. Sadrže samo jedan akson (nalazi se samo tijekom embrionalnog razvoja);
• bipolarni. Ova skupina uključuje neurone uha i očiju, sastoje se od aksona i dendrita;
• multipolarne sadrže nekoliko procesa odjednom. Oni su glavni neuroni središnjeg i perifernog živčanog sustava;
• pseudounipolarni se nalaze u lubanji i leđnoj moždini.

Ova je stanica prekrivena posebnom membranom - neurilemom. U njemu se odvijaju svi metabolički procesi i prijenos impulsnih reakcija. Osim toga, svaki neuron sadrži citoplazmu, mitohondrije, jezgru, Golgijev aparat, lizosome i endoplazmatski retikulum. Među organelama mogu se razlikovati neurofibrilne.

Ova stanica u tijelu odgovorna je za određene procese:

1. Senzorni neuroni smješteni su u ganglijima perifernog sustava.
2. Interkalatori sudjeluju u prijenosu impulsa do neurona.
3. Motor, smješten u mišićnim vlaknima i endokrinim žlijezdama.
4. Pomoćni, djeluju kao barijera i zaštita za svaku od živčanih stanica.

Glavna funkcija svih živčanih stanica je hvatanje i prijenos impulsa stanicama ljudskog tijela. Važno je napomenuti da je samo oko 5-7% od ukupnog broja neurona uključeno u rad. Svi ostali čekaju svoj red. Pojedinačne stanice umiru svaki dan, što se smatra apsolutno normalnim procesom. Međutim, mogu li se oporaviti?

Pojam neurogeneze

Neurogeneza je proces stvaranja novih neuronskih stanica. Njegova najaktivnija faza je intrauterini razvoj, tijekom kojeg se formira osoba.

Ne tako davno, svi su znanstvenici tvrdili da se te stanice ne mogu oporaviti. Ranije se vjerovalo da u ljudskom mozgu postoji konstantan broj neurona. No, već u drugoj polovici 20. stoljeća započela su istraživanja na pticama pjevicama i sisavcima koja su dokazala da u mozgu postoji zasebno područje - hipokampalne vijuge. Upravo u njima nalazi se specifično mikrookruženje u kojem dolazi do diobe neuroblasta (stanica koje nastaju ispred neurona). Tijekom procesa diobe, oko polovica ih odumire (programirano), a druga polovica se pretvara u. No, ako neki od onih koji su predodređeni za smrt prežive, tada međusobno stvaraju sinaptičke veze i karakterizira ih dugotrajnost postojanja. Tako je dokazano da se procesi regeneracije ljudskih živčanih stanica odvijaju na posebnom mjestu - između olfaktorne žarulje i hipokampusa mozga.

Klinička potvrda teorije

Danas su istraživanja u ovom području još uvijek u tijeku, ali znanstvenici su već dokazali mnoge procese neuronske obnove. Regeneracija se odvija u nekoliko faza:

• stvaranje matičnih stanica sposobnih za diobu (prethodnici budućih neurona);
• njihova podjela da bi se formirali neuroblasti;
• kretanje potonjih u odvojena područja mozga, njihovu transformaciju u neurone i početak funkcioniranja.

Znanstvenici su dokazali da u mozgu postoje posebna područja u kojima se nalaze prekursori neurona.

Kada su živčane stanice i područja mozga oštećeni, proces neurogeneze se ubrzava. Time započinje proces premještanja "rezervnih" neurona iz subventrikularne regije u oštećena područja, gdje se pretvaraju u neurone ili gliju. Taj se proces može regulirati uz pomoć posebnih hormonskih lijekova, citokina, stresnih situacija, elektrofiziološke aktivnosti itd.

Kako obnoviti moždane stanice

Do odumiranja dolazi zbog slabljenja veze među njima (stanjivanje dendrita). Kako bi zaustavili ovaj proces, liječnici preporučuju sljedeće:

• Zdrava hrana. Prehranu je potrebno obogatiti vitaminima i korisnim mikroelementima koji poboljšavaju reakciju i koncentraciju;
• aktivno se baviti sportom. Lagana tjelesna vježba pomaže poboljšati cirkulaciju krvi u tijelu, poboljšati koordinaciju pokreta i aktivirati područja mozga;
• raditi vježbe za mozak. U tom slučaju preporuča se češće rješavati križaljke, rješavati zagonetke ili igrati igre koje pomažu treniranju živčanih stanica (šah, karte itd.);
• više opteretiti mozak novim informacijama;
• izbjegavajte stres i živčane poremećaje.

Neophodno je osigurati da se razdoblja odmora i aktivnosti pravilno izmjenjuju (spavanje najmanje 8-9 sati) i uvijek imati pozitivan stav.

Proizvodi za obnovu neurona

U ovom slučaju možete koristiti i lijekove i narodne lijekove. U prvom slučaju, govorimo o i, koji su izravno uključeni u procese regeneracije neurona. Propisuju se i lijekovi za ublažavanje stresa i živčane napetosti (sedativi).

Među narodnim metodama koriste se dekocije i infuzije ljekovitih biljaka (arnica, celandin, glog, motherwort, itd.). U ovom slučaju, bolje je posavjetovati se s liječnikom prije uporabe kako biste smanjili rizik od razvoja negativnih posljedica.

Još jedan odličan način za obnavljanje neurona je prisutnost hormona sreće u tijelu.

Stoga je vrijedno unijeti više radosnih događaja u vaš svakodnevni život, a tada se mogu izbjeći problemi s poremećajima mozga.

Znanstvenici nastavljaju raditi na istraživanju u ovom području. Danas pokušavaju pronaći jedinstvenu priliku za presađivanje neurona. Međutim, ova tehnika još nije dokazana i zahtijeva mnoga klinička ispitivanja.

Zaključak

Zahvaljujući mnogim znanstvenim studijama dokazano je da su dotične ljudske stanice sposobne za oporavak. Pravilna prehrana i način života igraju vrlo važnu ulogu u tom procesu. Stoga, kako se u starijoj dobi ne bi susreli s problemima gubitka pamćenja i sl., potrebno je brinuti o svom zdravlju od malih nogu.

Živčani sustav sastoji se od živčanih stanica povezanih u mrežu. Motorička aktivnost, mišljenje i fiziologija potpuno su podređeni signalima koji se prenose duž grana živčanog sustava. Sve stanice imaju zajedničko ime - neuroni - i razlikuju se samo po svojoj funkcionalnoj namjeni u ljudskom tijelu.

Zašto se neuroni ne oporavljaju

Znanstvenici fiziolozi još uvijek raspravljaju o tome je li moguće obnoviti živčane stanice. Kontroverza je nastala jer su znanstvenici otkrili nemogućnost reprodukcije neurona. Budući da se sve stanice razmnožavaju diobom, one mogu stvoriti novo tkivo u organima.

Ali neuroni se, prema velikoj skupini biologa, daju čovjeku jednom i do kraja života, iako s "velikom rezervom". Tijekom mnogo godina oni postupno odumiru i zbog toga se mogu izgubiti važne moždane funkcije.

Stres, bolest i ozljeda dovode do smrti neurona. Alkoholizam i pušenje također uništavaju živčane stanice, oduzimajući čovjeku dug i plodan život. Nesposobnost preostalih neurona da se razmnožavaju fisijom dovela je do pojave krilatog izraza.

Alternativno gledište

Posljednjih 10 godina biolozi su aktivno proučavali mozak. Znanstvenici se suočavaju s brojnim izazovima, provode znanstvene eksperimente i postavljaju nove hipoteze.

Skupina fiziologa ne slaže se s gledištem koje je utvrdila većina konzervativaca. I tu i tamo u tisku se pojavljuju izvještaji da je mit o nemogućnosti obnavljanja živčanog tkiva raspršen.

U jednom od laboratorijskih eksperimenata s oštećenim područjima mozga, uspjeli su obnoviti neke neurone. Nastali su iz matičnih stanica neuralnog tkiva pohranjenih u rezervama.

Proces stvaranja novih neurona nazvan je neurogeneza. Za to su sposobne samo mlade odrasle životinje. Kasnije su takve zone pronađene kod ljudi. Mogu se obnoviti samo određena područja mozga, na primjer područja odgovorna za pamćenje i učenje.

Sposobnosti mozga se mogu razviti i održavati u aktivnom stanju dugo vremena. To je olakšano stjecanjem intelektualnog znanja i tjelesnom aktivnošću. Zdrav način života također daje čovjeku priliku dočekati starost zdrave pameti i jasnog pamćenja.

Naprotiv, treba izbjegavati teški stres. Ljubaznost i smirenost provjereni su recept za aktivan i dug život. Budućnost će pokazati može li se mozak potpuno oporaviti i je li moguće neurogenezom produljiti ljudski život za desetljeća.

Popularni izraz "Živčane stanice se ne obnavljaju" svi su od djetinjstva doživljavali kao nepromjenjivu istinu. Međutim, ovaj aksiom nije ništa više od mita, a novi znanstveni podaci ga opovrgavaju.

Priroda ugrađuje vrlo visoku granicu sigurnosti u mozak u razvoju: tijekom embriogeneze stvara se veliki višak neurona. Gotovo 70% njih umire prije rođenja djeteta. Ljudski mozak nastavlja gubiti neurone nakon rođenja, tijekom života. Ova stanična smrt je genetski programirana. Naravno, ne umiru samo neuroni, već i druge stanice tijela. Samo sva ostala tkiva imaju visoku sposobnost regeneracije, odnosno njihove se stanice dijele, zamjenjujući mrtve. Proces regeneracije najaktivniji je u epitelnim stanicama i hematopoetskim organima (crvena koštana srž). Ali postoje stanice u kojima su geni odgovorni za reprodukciju diobom blokirani. Osim neurona, te stanice uključuju i stanice srčanog mišića. Kako ljudi uspijevaju održati inteligenciju do duboke starosti ako živčane stanice odumiru i ne obnavljaju se?

Shematski prikaz živčane stanice, odnosno neurona, koji se sastoji od tijela s jezgrom, jednim aksonom i nekoliko dendrita

Jedno od mogućih objašnjenja: u živčanom sustavu ne "rade" svi neuroni u isto vrijeme, već samo 10% neurona. Ta se činjenica često navodi u popularnoj, pa i znanstvenoj literaturi. O ovoj izjavi morao sam više puta razgovarati s domaćim i stranim kolegama. I nitko od njih ne razumije otkud ova brojka. Svaka stanica istovremeno živi i "radi". U svakom neuronu stalno se odvijaju metabolički procesi, sintetiziraju se proteini, stvaraju i prenose živčani impulsi. Stoga, ostavljajući hipotezu o "mirovanju" neurona, okrenimo se jednom od svojstava živčanog sustava, naime, njegovoj izuzetnoj plastičnosti.

Značenje plastičnosti je u tome što funkcije mrtvih živčanih stanica preuzimaju njihove preživjele “kolege”, koje se povećavaju i stvaraju nove veze, nadoknađujući izgubljene funkcije. Visoka, ali ne i neograničena, učinkovitost takve kompenzacije može se ilustrirati na primjeru Parkinsonove bolesti, kod koje dolazi do postupne smrti neurona. Pokazalo se da dok oko 90% neurona u mozgu ne umre, klinički simptomi bolesti (drhtanje udova, ograničena pokretljivost, nesiguran hod, demencija) se ne pojavljuju, odnosno osoba izgleda praktički zdravo. To znači da jedna živa živčana stanica može zamijeniti devet mrtvih.

Neuroni se međusobno razlikuju po veličini, grananju dendrita i duljini aksona.

Ali plastičnost živčanog sustava nije jedini mehanizam koji omogućuje očuvanje inteligencije do starosti. Priroda ima i rezervnu opciju - pojavu novih živčanih stanica u mozgu odraslih sisavaca, odnosno neurogenezu.

Prvo izvješće o neurogenezi pojavilo se 1962. godine u prestižnom znanstvenom časopisu Science. Članak je bio naslovljen "Stvaraju li se novi neuroni u mozgu odraslih sisavaca?" Njegov autor, profesor Joseph Altman sa Sveučilišta Purdue (SAD), električnom je strujom uništio jednu od struktura mozga štakora (lateralno genikulatno tijelo) i ubrizgao u nju radioaktivnu tvar koja prodire u novonastale stanice. Nekoliko mjeseci kasnije, znanstvenik je otkrio nove radioaktivne neurone u talamusu (područje prednjeg mozga) i cerebralnom korteksu. Tijekom sljedećih sedam godina Altman je objavio još nekoliko radova koji pokazuju postojanje neurogeneze u mozgu odraslih sisavaca. Međutim, tada, 1960-ih, njegov je rad izazvao samo skepticizam među neuroznanstvenicima; njihov razvoj nije slijedio.

Pojam "glija" uključuje sve stanice živčanog tkiva koje nisu neuroni.

A tek dvadesetak godina kasnije ponovno je “otkrivena” neurogeneza, ali u mozgu ptica. Mnogi istraživači ptica pjevica primijetili su da tijekom svake sezone parenja mužjak kanarinca Serinus canaria izvodi pjesmu s novim "koljenima". Štoviše, on ne usvaja nove trilove od svoje braće, budući da su pjesme ažurirane čak i u izolaciji. Znanstvenici su počeli detaljno proučavati glavni glasovni centar ptica, smješten u posebnom dijelu mozga, i otkrili da na kraju sezone parenja (kod kanarinaca se to događa u kolovozu i siječnju), značajan dio neurona vokalni centar je odumro, vjerojatno zbog pretjeranog funkcionalnog opterećenja . Sredinom 1980-ih, profesor Fernando Notteboom sa Sveučilišta Rockefeller (SAD) uspio je pokazati da se kod odraslih muških kanarinaca proces neurogeneze odvija u vokalnom centru stalno, ali je broj proizvedenih neurona podložan sezonskim fluktuacijama. Vrhunac neurogeneze kod kanarinaca događa se u listopadu i ožujku, odnosno dva mjeseca nakon sezone parenja. Zato se “telefonoteka” pjesama muških kanarinaca redovito ažurira.

Neuroni su genetski programirani da migriraju u jedan ili drugi dio živčanog sustava, gdje uz pomoć procesa uspostavljaju veze s drugim živčanim stanicama.

U kasnim 1980-ima neurogeneza je otkrivena i kod odraslih vodozemaca u laboratoriju lenjingradskog znanstvenika profesora A.L.Polenova.

Odakle dolaze novi neuroni ako se živčane stanice ne dijele? Ispostavilo se da su izvor novih neurona i kod ptica i kod vodozemaca neuronske matične stanice iz stijenke moždanih klijetki. Tijekom razvoja embrija upravo iz tih stanica nastaju stanice živčanog sustava: neuroni i glija stanice. Ali ne pretvaraju se sve matične stanice u stanice živčanog sustava - neke od njih "vrebaju" i čekaju svoje vrijeme.

Mrtve živčane stanice uništavaju makrofagi koji u živčani sustav ulaze iz krvi.

Faze formiranja neuralne cijevi u ljudskom embriju.

Pokazalo se da novi neuroni nastaju iz odraslih matičnih stanica nižih kralješnjaka. Međutim, trebalo je gotovo petnaest godina da se dokaže da se sličan proces događa u živčanom sustavu sisavaca.

Napredak neuroznanosti u ranim 1990-ima doveo je do otkrića "novorođenih" neurona u mozgovima odraslih štakora i miševa. Pronađeni su uglavnom u evolucijski drevnim dijelovima mozga: olfaktornim bulbusima i hipokampalnom korteksu, koji su uglavnom odgovorni za emocionalno ponašanje, odgovor na stres i regulaciju spolnih funkcija kod sisavaca.

Baš kao kod ptica i nižih kralješnjaka, kod sisavaca su neuronske matične stanice smještene blizu bočnih moždanih komora. Njihova transformacija u neurone je vrlo intenzivna. Kod odraslih štakora mjesečno se iz matičnih stanica formira oko 250 000 neurona, koji zamjenjuju 3% svih neurona u hipokampusu. Životni vijek takvih neurona je vrlo visok - do 112 dana. Neuronske matične stanice putuju na velike udaljenosti (oko 2 cm). Oni također mogu migrirati u olfaktorni bulbus, pretvarajući se tamo u neurone.

Olfaktorne lukovice mozga sisavaca odgovorne su za percepciju i primarnu obradu različitih mirisa, uključujući prepoznavanje feromona - tvari koje su po svom kemijskom sastavu bliske spolnim hormonima. Seksualno ponašanje glodavaca regulirano je prvenstveno proizvodnjom feromona. Hipokampus se nalazi ispod hemisfera velikog mozga. Funkcije ove složene strukture povezane su s formiranjem kratkoročnog pamćenja, realizacijom određenih emocija i sudjelovanjem u formiranju seksualnog ponašanja. Prisutnost stalne neurogeneze u olfaktornom bulbusu i hipokampusu kod štakora objašnjava se činjenicom da kod glodavaca te strukture nose glavno funkcionalno opterećenje. Zbog toga živčane stanice u njima često odumiru, što znači da ih je potrebno obnoviti.

Kako bi shvatio koji uvjeti utječu na neurogenezu u hipokampusu i olfaktornom bulbusu, profesor Gage sa Sveučilišta Salka (SAD) izgradio je minijaturni grad. Miševi su se tamo igrali, vježbali i tražili izlaze iz labirinta. Ispostavilo se da su se u "gradskim" miševima novi neuroni pojavili u mnogo većem broju nego u njihovim pasivnim rođacima, zaglibljenim u rutinskom životu u vivariju.

Matične stanice mogu se izdvojiti iz mozga i presaditi u drugi dio živčanog sustava, gdje se pretvaraju u neurone. Profesor Gage i njegovi kolege proveli su nekoliko sličnih eksperimenata, od kojih je najdojmljiviji bio sljedeći. Komad moždanog tkiva koji sadrži matične stanice transplantiran je u uništenu mrežnicu oka štakora. (Unutarnja stijenka oka osjetljiva na svjetlo ima “živčano” podrijetlo: sastoji se od modificiranih neurona - štapića i čunjića. Kada se sloj osjetljiv na svjetlo uništi, dolazi do sljepoće.) Transplantirane moždane matične stanice pretvorile su se u neurone mrežnice, njihovi su procesi stigli do vidnog živca, a štakoru se vratio vid! Štoviše, kada su moždane matične stanice transplantirane u neoštećeno oko, s njima se nisu dogodile nikakve transformacije. Vjerojatno, kada je mrežnica oštećena, proizvode se neke tvari (na primjer, tzv. čimbenici rasta) koji stimuliraju neurogenezu. Međutim, točan mehanizam ovog fenomena još uvijek je nejasan.

Znanstvenici su se suočili sa zadatkom da pokažu da se neurogeneza ne događa samo kod glodavaca, već i kod ljudi. U tu su svrhu istraživači pod vodstvom profesora Gagea nedavno izveli senzacionalan rad. U jednoj od američkih onkoloških klinika skupina pacijenata s neizlječivim malignim tumorima uzimala je lijek za kemoterapiju bromodioksiuridin. Ova tvar ima važno svojstvo - sposobnost nakupljanja u dijeljenim stanicama različitih organa i tkiva. Bromodioksiuridin je ugrađen u DNK stanice majke i zadržava se u stanicama kćerima nakon što se stanica majka podijeli. Patološka studija pokazala je da se neuroni koji sadrže bromodioksiuridin nalaze u gotovo svim dijelovima mozga, uključujući cerebralni korteks. To znači da su ti neuroni nove stanice koje su nastale diobom matičnih stanica. Nalaz je bezuvjetno potvrdio da se proces neurogeneze događa i kod odraslih. Ali ako se kod glodavaca neurogeneza događa samo u hipokampusu, onda kod ljudi vjerojatno može zahvatiti veća područja mozga, uključujući cerebralni korteks. Nedavna istraživanja pokazala su da se novi neuroni u mozgu odrasle osobe mogu formirati ne samo iz neuronskih matičnih stanica, već i iz krvnih matičnih stanica. Otkriće ovog fenomena izazvalo je euforiju u znanstvenom svijetu. Međutim, objava u časopisu Nature u listopadu 2003. uvelike je ohladila entuzijastične umove. Pokazalo se da krvne matične stanice zapravo prodiru u mozak, ali se ne pretvaraju u neurone, već se spajaju s njima, tvoreći binuklearne stanice. Tada se uništava "stara" jezgra neurona, a zamjenjuje je "nova" jezgra krvotvorne matične stanice. U tijelu štakora krvne matične stanice uglavnom se spajaju s divovskim stanicama malog mozga - Purkinjeovim stanicama, iako se to događa vrlo rijetko: samo nekoliko spojenih stanica može se naći u cijelom malom mozgu. Intenzivnije spajanje neurona događa se u jetri i srčanom mišiću. Još uvijek je potpuno nejasno koje je fiziološko značenje toga. Jedna od hipoteza je da matične krvne stanice sa sobom nose novi genetski materijal koji ulaskom u “staru” cerebelarnu stanicu produljuje njezin život.

Dakle, novi neuroni mogu nastati iz matičnih stanica čak iu mozgu odrasle osobe. Ovaj se fenomen već prilično raširio za liječenje raznih neurodegenerativnih bolesti (bolesti praćene smrću moždanih neurona). Preparati matičnih stanica za transplantaciju dobivaju se na dva načina. Prvi je korištenje neuralnih matičnih stanica, koje se i kod embrija i kod odraslih nalaze oko moždanih klijetki. Drugi pristup je korištenje embrionalnih matičnih stanica. Te se stanice nalaze u unutarnjoj staničnoj masi u ranoj fazi formiranja embrija. Mogu se transformirati u gotovo svaku stanicu u tijelu. Najveća poteškoća u radu sa embrionalnim stanicama je natjerati ih da se transformiraju u neurone. Nove tehnologije to omogućuju.

Neke medicinske ustanove u Sjedinjenim Američkim Državama već su formirale “biblioteke” neuralnih matičnih stanica dobivenih iz embrionalnog tkiva i presađuju ih pacijentima. Prvi pokušaji transplantacije daju pozitivne rezultate, iako danas liječnici ne mogu riješiti glavni problem takvih transplantacija: nekontrolirana proliferacija matičnih stanica u 30-40% slučajeva dovodi do stvaranja malignih tumora. Još nije pronađen pristup za sprječavanje ove nuspojave. No unatoč tome, transplantacija matičnih stanica nedvojbeno će biti jedan od glavnih pristupa u liječenju neurodegenerativnih bolesti poput Alzheimerove i Parkinsonove bolesti, koje su postale pošast razvijenih zemalja.